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放电等离子烧结Bi、Ce掺杂钇铁石榴石陶瓷的微观结构与磁性能
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作者 叶登建 代波 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期33-37,共5页
钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)是一种立方晶体结构的软磁铁氧体材料。YIG具有法拉第效应、低的铁磁共振线宽,在微波磁光领域具有广阔的应用前景。采用球磨法,通过预烧成功制备Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末... 钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)是一种立方晶体结构的软磁铁氧体材料。YIG具有法拉第效应、低的铁磁共振线宽,在微波磁光领域具有广阔的应用前景。采用球磨法,通过预烧成功制备Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末,再利用放电等离子烧结(SPS)将其在较低温度下制备成陶瓷。采用X射线衍射仪对陶瓷表面和内层进行了物相分析,采用扫描电子显微镜对粉体和陶瓷形貌进行观察,采用振动样品磁强计对样品进行了静态磁性能测试。实验结果表明,由于Bi元素的掺入,预烧温度降低到1050℃。利用放电等离子烧结方法,在1050℃、60 MPa、保温4 min条件下制备出孔洞少、表观密度为5.3585 g/cm^(3)和5.4469 g/cm^(3)的Bi,Ce-YIG陶瓷,实现了Bi,Ce-YIG陶瓷的低温快速烧结。Ce的掺入提高了Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末陶瓷的饱和磁化强度(分别为23.01 emu/g、25.96 emu/g),有利于磁光器件的小型化。Bi,Ce-YIG陶瓷的铁磁共振线宽最低为140.5 Oe,有利于器件在微波应用中的低损耗。 展开更多
关键词 钇铁石榴石 陶瓷 放电等离子烧结 低温快速烧结 静态磁性能
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离子掺杂钇铁石榴石磁光材料研究进展 被引量:5
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作者 纪荣进 方才翔 曾燕伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第17期60-64,共5页
综述了钇铁石榴石型磁光材料的研究进展,以及通过离子掺杂提高单晶和薄膜材料的比法拉第旋转角、改善材料温度稳定性以及近年来受到重视并有望在磁光器件中得到广泛应用的低成本钇铁石榴石纳米晶/有机分散介质复合薄膜材料的研究进展与... 综述了钇铁石榴石型磁光材料的研究进展,以及通过离子掺杂提高单晶和薄膜材料的比法拉第旋转角、改善材料温度稳定性以及近年来受到重视并有望在磁光器件中得到广泛应用的低成本钇铁石榴石纳米晶/有机分散介质复合薄膜材料的研究进展与存在的问题,概述了目前实际使用中的磁光法拉第转子材料的应用情况,并展望了高性能磁光材料的发展。 展开更多
关键词 钇铁石榴石 离子掺杂 磁光材料 磁光器件
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掺杂稀土离子的BiY_2Fe_5O_(12)结构与磁性 被引量:1
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作者 于连香 崔玉明 +2 位作者 董彪 金为群 杨桦 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期476-479,共4页
采用溶胶-凝胶法制备了GdxBiY2-xFe5O12(x=0,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8)纳米晶粉体系列样品.利用DTA,TGA,XRD,TEM,IR和VSM等方法对材料的制备过程和产物进行分析.结果表明,Gd的掺入并未改变BiY2Fe5O12的石榴石结构.讨论了Gd离子掺入BiYIG铁... 采用溶胶-凝胶法制备了GdxBiY2-xFe5O12(x=0,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8)纳米晶粉体系列样品.利用DTA,TGA,XRD,TEM,IR和VSM等方法对材料的制备过程和产物进行分析.结果表明,Gd的掺入并未改变BiY2Fe5O12的石榴石结构.讨论了Gd离子掺入BiYIG铁氧体的粒径、形貌及磁性规律. 展开更多
关键词 磁性 石榴石铁氧体 BI-YIG 纳米颗粒
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低温烧结微波钇铁氧体的研究进展 被引量:3
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作者 孙可为 金丹 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第16期68-70,74,共4页
介绍了低温烧结微波钇铁氧体几种降低烧结温度的方法及其存在的问题,指出了低温烧结工艺的发展方向。并详细阐述了该工艺国内外的研究情况及最新进展,同时也指出了低温烧结微波铁氧体的发展趋势。
关键词 微波铁氧体 低温烧结 钇铁石榴石
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掺杂YIG单晶普适晶格常数经验公式
5
作者 龙兴武 黄云 +1 位作者 金世龙 张斌 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期58-62,共5页
利用晶场和 3种次晶格之间的相互作用 ,提出了计算掺杂YIG单晶普适晶格常数的经验公式 。
关键词 钇铁石榴石 掺杂 普适晶格常数 公式 晶场 YIG单晶
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阳离子取代石榴石铁氧体纳米材料磁性能研究
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作者 邵艳秋 杨军 任玉兰 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期947-951,967,共6页
通过溶胶凝胶法合成取代的石榴石铁氧体纳米材料单相样品。取代的离子共有7种,分别是Ce3+和Fe3+、La3+、Nd3+、Sm3+、Gd3+、Dy3+。样品的粒度由Scherrer公式d=kλ/Bcosθ计算得到,范围在50~60nm之间。样品的晶体结构通过X-射线衍射仪... 通过溶胶凝胶法合成取代的石榴石铁氧体纳米材料单相样品。取代的离子共有7种,分别是Ce3+和Fe3+、La3+、Nd3+、Sm3+、Gd3+、Dy3+。样品的粒度由Scherrer公式d=kλ/Bcosθ计算得到,范围在50~60nm之间。样品的晶体结构通过X-射线衍射仪和X-射线光电子能谱表征。样品的磁性能通过超导量子干涉仪(SQUID)进行表征。本文对影响样品磁性能的因素进行了分析,期望这些新的稀土复合石榴石铁氧体纳米材料能满足磁光材料应用领域对石榴石铁氧体不同饱和磁化强度的要求。 展开更多
关键词 纳米颗粒 阳离子取代 石榴石铁氧体 磁性能
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掺铈钇铁石榴石(Ce:YIG)的合成 被引量:3
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作者 周小燕 李强 +1 位作者 宋锋兵 钟志锋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期11-13,共3页
采用共沉淀法合成掺铈钇铁石榴石前驱体 ,并在 90 0℃的温度下 ,煅烧合成钇铁石榴石相。利用 XRD,SEM,XPS对材料的物相 ,形貌和 Ce离子的价态进行了分析。XRD分析表明 ,Ce:YIG是纯的 YIG相 ;SEM分析表明 ,试样颗粒呈球状 ,尺寸小于 0 .5... 采用共沉淀法合成掺铈钇铁石榴石前驱体 ,并在 90 0℃的温度下 ,煅烧合成钇铁石榴石相。利用 XRD,SEM,XPS对材料的物相 ,形貌和 Ce离子的价态进行了分析。XRD分析表明 ,Ce:YIG是纯的 YIG相 ;SEM分析表明 ,试样颗粒呈球状 ,尺寸小于 0 .5 μm,且有一定程度的团聚 ;XPS分析表明 ,Ce:YIG中 展开更多
关键词 合成 掺铈钇铁石榴石 共沉淀法 铈离子 磁光材料
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Zn^(2+)、Sn^(4+)共取代对YIG铁氧体性能的影响 被引量:2
8
作者 张宁宁 苏桦 +1 位作者 荆玉兰 张怀武 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第3期450-452,455,共4页
该文通过1 400℃固相烧结制备出Zn2+和Sn4+共取代的Y3Fe5-2xZnxSnxO12(x=0~0.35)铁氧体材料,详细研究了离子取代量对钇铁石榴石铁氧体微观结构及磁性能的影响。研究表明,Zn2+、Sn4+都进入了钇铁石榴石铁氧体的晶格中。随着离子取代量的... 该文通过1 400℃固相烧结制备出Zn2+和Sn4+共取代的Y3Fe5-2xZnxSnxO12(x=0~0.35)铁氧体材料,详细研究了离子取代量对钇铁石榴石铁氧体微观结构及磁性能的影响。研究表明,Zn2+、Sn4+都进入了钇铁石榴石铁氧体的晶格中。随着离子取代量的增加,钇铁石榴石铁氧体的密度与饱和磁化强度先增大后减小;其磁损耗则先减小后增大,在x=0.25时磁损耗取得最小值。该研究进一步说明了Zn2+和Sn4+取代在一定范围内可有效降低材料的磁损耗及控制材料的饱和磁化强度。 展开更多
关键词 钇铁石榴石铁氧体 Zn和Sn离子取代 铁磁共振线宽 饱和磁化强度
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掺铋钇铁石榴石磁光陶瓷的热压烧结及其性能研究 被引量:2
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作者 邹顺 何夕云 +3 位作者 曾霞 仇萍荪 凌亮 孙大志 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期773-779,共7页
钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)材料因其优异的磁性能和磁光性能在微波通信、激光技术和光纤通讯等领域具有重要应用。离子掺杂是提高YIG材料磁光性能的有效途径之一,本研究选择离子半径适配的Bi^(3+)掺杂改性YIG陶瓷以提高材料的... 钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)材料因其优异的磁性能和磁光性能在微波通信、激光技术和光纤通讯等领域具有重要应用。离子掺杂是提高YIG材料磁光性能的有效途径之一,本研究选择离子半径适配的Bi^(3+)掺杂改性YIG陶瓷以提高材料的磁光性能。本工作采用固相法热压烧结制备Bi_(x)Y_(3–x)Fe_(5)O_(12)(x=0、0.3、0.6、0.9)陶瓷,并研究Bi^(3+)掺杂对YIG陶瓷材料相结构、微观形貌、红外透过性、磁性能以及磁光性能的影响。结果表明:陶瓷样品均呈石榴石立方相结构;显微结构致密,Bi^(3+)掺杂后晶粒尺寸不同程度增大;样品红外透过率良好,随Bi^(3+)掺杂量增大而降低;陶瓷样品的法拉第旋转角随Bi^(3+)掺杂量增加呈线性变化,Bi^(3+)掺杂量每增加1%(原子分数),在波长1064 nm和1550 nm处变化量分别约为–49.0(°)/cm和–30.2(°)/cm。Bi_(0.6)Y_(2.4)Fe_(5)O_(12)陶瓷样品在1064 nm和1550 nm波长下法拉第旋转角分别达到–703.3(°)/cm和–461.5(°)/cm,绝对值远高于未掺杂YIG陶瓷的277.6(°)/cm和172.0(°)/cm。由此可见,掺杂适量Bi^(3+)可以显著增强YIG陶瓷材料的磁光性能。 展开更多
关键词 钇铁石榴石 磁光陶瓷 铋掺杂 红外透光率 法拉第旋转
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顶部籽晶法生长大尺寸、高品质钇铁石榴石晶体 被引量:1
10
作者 杨晓明 蓝江河 +6 位作者 魏占涛 苏榕冰 李阳 王祖建 刘颖 何超 龙西法 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期322-328,共7页
钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)晶体具有优异的磁学和磁光性质,在微波和磁光器件中有着广泛的应用。目前商用的磁光材料是采用液相外延技术在Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG)衬底上沉积的YIG单晶薄膜。本研究以无铅B_(2)O_(3)-BaF_(2)为复... 钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)晶体具有优异的磁学和磁光性质,在微波和磁光器件中有着广泛的应用。目前商用的磁光材料是采用液相外延技术在Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG)衬底上沉积的YIG单晶薄膜。本研究以无铅B_(2)O_(3)-BaF_(2)为复合助熔剂,采用顶部籽晶法技术(TSSG)生长YIG单晶材料,YIG晶体尺寸和重量分别可达43 mm×46 mm×11 mm和60 g。该晶体具有较窄的铁磁共振线宽(0.679 Oe)、高透明度(75%)和法拉第旋转角(200(°)·cm^(-1)@1310 nm,160(°)·cm^(-1)@1550 nm)等优异的综合性能,是微波和磁光器件的良好候选材料。更为重要的是,这种生长技术非常适合大尺寸YIG单晶或稀土掺杂YIG单晶,结合定向籽晶生长和提升工艺,可以显著降低生产成本。 展开更多
关键词 钇铁石榴石 单晶 顶部籽晶法 铁磁共振线宽 磁光效应
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Nd:YIG磁和磁光性质理论研究 被引量:1
11
作者 张芳 徐游 杨杰慧 《东北师大学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2000年第2期39-43,共5页
应用量子力学理论计算了Nd:YIG中Nd3+在0 K~300 K热力学温度范围内的磁矩及它对Faraday偏转的贡献,结果表明 Nd:YIG稀土次点阵的磁光效应主要来源于离子内4f3→4f25d电偶极跃迁,晶场和交换作... 应用量子力学理论计算了Nd:YIG中Nd3+在0 K~300 K热力学温度范围内的磁矩及它对Faraday偏转的贡献,结果表明 Nd:YIG稀土次点阵的磁光效应主要来源于离子内4f3→4f25d电偶极跃迁,晶场和交换作用是决定磁矩和磁光效应的两个重要因素,在计算基组态的晶场劈裂时,必须考虑4I谱项的4个多重态间的混合,否则会引起较大误差.计算结果与实验符合良好. 展开更多
关键词 Faraday旋转 磁光性质 YIG磁 含钕石榴石
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退火工艺对YIG多晶薄膜铁磁共振线宽的影响 被引量:1
12
作者 金曙晨 杨青慧 +3 位作者 梅兵 饶毅恒 田晓洁 张怀武 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1053-1056,1060,共5页
主要研究了退火工艺对钇铁石榴石(YIG)薄膜铁磁共振线宽的影响。实验中微米级的YIG薄膜通过磁控溅射法在Gd_3Ga_5O_(12)(GGG)(111)衬底上制备,并通过750~950℃常压常规退火及750~850℃真空快速退火两种方式对薄膜进行退火晶化处理。最... 主要研究了退火工艺对钇铁石榴石(YIG)薄膜铁磁共振线宽的影响。实验中微米级的YIG薄膜通过磁控溅射法在Gd_3Ga_5O_(12)(GGG)(111)衬底上制备,并通过750~950℃常压常规退火及750~850℃真空快速退火两种方式对薄膜进行退火晶化处理。最终系统地研究了薄膜的微观晶体结构、磁性能和铁磁共振线宽性能。研究发现,经过800℃,10 min的真空快速热处理的YIG薄膜磁性能优异,其铁磁共振线宽为2 626.1 A/m@9.3GHz,阻尼系数α=2.077×10^(-3),薄膜表面粗糙度为1.9nm。 展开更多
关键词 钇铁石榴石(YIG) 快速退火 射频磁控溅射 铁磁共振线宽(FMR) 阻尼系数
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RIG型磁光薄膜的研究进展及应用 被引量:1
13
作者 朱森寅 张晗旭 +2 位作者 王先杰 黄湛钧 宋波 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第9期1659-1672,共14页
随着光通信技术与光子集成电路的发展,非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件,为了将非互易性器件整块集成在硅片上,需制... 随着光通信技术与光子集成电路的发展,非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件,为了将非互易性器件整块集成在硅片上,需制备性能与块状磁光材料相当的磁光薄膜。在近红外通信波段(1550 nm),以钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)为代表的稀土铁石榴石(RIG)具备优良的磁光效应,是最具应用前景的磁光材料之一。研究发现,使用稀土离子对YIG薄膜进行掺杂可以有效改善其磁光性能,尤其是Bi ^(3+)和Ce ^(3+)掺杂的YIG表现出巨法拉第效应。本文首先介绍了法拉第效应原理,介绍了三种常见磁光薄膜的生长方法,回顾了近年来的主要研究成果,介绍了磁光薄膜在光隔离器和环行器中的应用,最后对磁光薄膜的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 磁光薄膜 稀土铁石榴石 钇铁石榴石 脉冲激光沉积 液相外延 射频磁控溅射 磁光隔离器 法拉第效应
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钇掺杂BiFeO_3多铁陶瓷的Rietveld结构精修及其物理特性
14
作者 薛飞 李旺 +2 位作者 唐鹿 辛增念 罗哲 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期19-23,共5页
采用传统固相法制备了钇掺杂的BiFeO_3(BFO)陶瓷,对它的结构和微观形貌、介电和磁电特性进行了表征。从实验结果来看:钇掺杂的BFO陶瓷的最佳烧结温度是850℃,在该温度下,钇掺杂的BFO陶瓷有很高的致密度,具有优良的磁学特性,并且观察到... 采用传统固相法制备了钇掺杂的BiFeO_3(BFO)陶瓷,对它的结构和微观形貌、介电和磁电特性进行了表征。从实验结果来看:钇掺杂的BFO陶瓷的最佳烧结温度是850℃,在该温度下,钇掺杂的BFO陶瓷有很高的致密度,具有优良的磁学特性,并且观察到明显的磁电效应。Rieveld结构精修结果表明,钇掺杂的BFO主要由菱方相的BFO和立方相的钇铁石榴石(Y_3Fe_5O_(12))组成,成分比例约为0.9:0.1。 展开更多
关键词 BIFEO3 钇铁榴石 多铁 磁电
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微波石榴石型铁氧体低温烧结的研究进展
15
作者 陈秀娟 杨建 +1 位作者 金宇龙 丘泰 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期6-10,共5页
石榴石型铁氧体材料是微波技术中一种重要的功能材料。综述了YIG(Y3Fe5O12)多晶铁氧体材料在低温烧结方面的研究现状。总结了实现微波YIG低温烧结的途径。阐述了目前存在的问题,并指出了未来的研究方向。
关键词 石榴石型微波铁氧体 YIG 低温烧结 磁学性能
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含钕石榴石磁光效应的量子理论
16
作者 张芳 王爱芳 +1 位作者 李青华 杨杰慧 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期484-487,共4页
应用量子理论分析了含钕石榴石中Nd3+离子的磁光效应;计算了50~300K温度范围内离子的Faraday偏转及300K时Faraday偏转与光子能量的函数关系.计算结果表明,Nd:YIG中Nd3+离子的磁光效应主要源于离子内4f3→4f25d的电偶极跃迁;离子能级由... 应用量子理论分析了含钕石榴石中Nd3+离子的磁光效应;计算了50~300K温度范围内离子的Faraday偏转及300K时Faraday偏转与光子能量的函数关系.计算结果表明,Nd:YIG中Nd3+离子的磁光效应主要源于离子内4f3→4f25d的电偶极跃迁;离子能级由于旋轨耦合、晶场作用及超交换作用而劈裂;实验观察到的Faraday偏转为顺磁性的.计算结果与实验符合良好. 展开更多
关键词 含钕石榴石 磁光效应 Faraday偏转
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YIG陶瓷对三价锕系模拟核素的固化行为研究
17
作者 罗世淋 张胜泰 +5 位作者 许保亮 王凌坤 段思逸菡 丁艺 赵倩 段涛 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期757-763,共7页
石榴石具有较大的锕系包容量及化学灵活性,被认为是潜在的锕系核素固化基材。本工作以Nd^(3+)模拟三价锕系核素,通过高温固相法成功合成了Y_(3–x)Nd_(x)Fe_(5)O_(12)(0≤x≤2)系列钇铁石榴石(YIG)固化体。研究了Nd在YIG固化体中的固溶... 石榴石具有较大的锕系包容量及化学灵活性,被认为是潜在的锕系核素固化基材。本工作以Nd^(3+)模拟三价锕系核素,通过高温固相法成功合成了Y_(3–x)Nd_(x)Fe_(5)O_(12)(0≤x≤2)系列钇铁石榴石(YIG)固化体。研究了Nd在YIG固化体中的固溶极限和Nd掺杂量对固化体的物相和微观结构的影响规律,以及不同pH条件下Nd掺杂钇铁石榴石固化体的化学耐久性。研究结果表明,当x≤1.7时,YIG基固化体为纯相YIG;当x≥1.8时,YIG基固化体中YIG、NdFeO_(3)和Fe_(2)O_(3)三相共存。纯相YIG基固化体对Nd^(3+)的固溶极限约为29.5%(质量分数)。随着Nd掺杂量增加,固化体的密度增大,体积减小,孔隙率减小。浸出实验结果显示,28 d后元素归一化浸出率(LR_(i))逐渐趋于平衡,42 d后,其元素的LR_(i)为10^(-6)~10^(–5) g·m^(-2)·d^(–1)。LR_(Y)小于LR_(Nd),且酸性溶液中元素归一化浸出率也略高于中性和碱性溶液。这些结果表明,YIG陶瓷是理想的三价锕系核素候选固化基材。 展开更多
关键词 钇铁石榴石(YIG) 锕系核素 相演变 化学稳定性
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Nd:YIG中Nd^(3+)基态多重态耦合对磁矩及磁光效应的影响
18
作者 张芳 徐艳芳 李青华 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第4期285-287,共3页
应用量子理论计算了Nd :YIG中Nd3 + 离子基态多重态耦合对磁矩与磁光效应的影响。计算结果显示 ,当较高能级的多重态被考虑进来后 ,离子基态的能级分布与状态波函数要发生改变 ,从而对离子磁矩与Faraday偏转产生影响 ;多重态耦合对磁矩... 应用量子理论计算了Nd :YIG中Nd3 + 离子基态多重态耦合对磁矩与磁光效应的影响。计算结果显示 ,当较高能级的多重态被考虑进来后 ,离子基态的能级分布与状态波函数要发生改变 ,从而对离子磁矩与Faraday偏转产生影响 ;多重态耦合对磁矩的影响不大 ,但对Faraday偏转的影响较大 。 展开更多
关键词 含钕石榴石 多重态耦合 磁矩 Faraday旋转
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